高級氧化技術(shù)在有機(jī)污水處理中的聯(lián)合應(yīng)用

宋維平

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)與工業(yè)的快速發(fā)展，大量的污水排放以及處理問題成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，在污水處理中，有機(jī)污水的處理又是其關(guān)注的熱點(diǎn)，因為有機(jī)污水中的含量較為復(fù)雜，其中不乏有毒物質(zhì)，對人類所需水存在一定的危險因素，因而在排放之前的處理成為水處理的焦點(diǎn)。經(jīng)過諸多研究發(fā)現(xiàn)高級氧化技術(shù)在有機(jī)污水中，成為最有效的處理方法，無論是復(fù)雜的有機(jī)污水處理，還是含硫污水處理都有明顯效果，本文將簡單的探討現(xiàn)如今有機(jī)污水問題，并簡單介紹高級氧化技術(shù)在有機(jī)污水處理中的聯(lián)合應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：氧化技術(shù)；污水處理；含硫污水處理

前言

目前生活污水成為人們飯后談資，也在側(cè)面反映污水處理過程中存在的安全隱患，而水資源的短缺也逐漸成為限制人類發(fā)展的重要因素，淡水資源尤為短缺，但是另一方面，為滿足經(jīng)濟(jì)與工業(yè)發(fā)展需求以及城市的快速推進(jìn)，水資源的國度采摘和污水的不達(dá)標(biāo)排放都加劇了水資源的惡化，為解決水資源的問題，有機(jī)污水的正確處理至關(guān)重要，所以，在此簡單討論有機(jī)污水的處理方法十分必要，高級氧化處理作為有效方法，它包括臭氧氧化法、超聲氧化法、光化學(xué)氧化和催化、電化學(xué)氧化法等方法，能有效提高水的利用率，對水的循環(huán)再利用以及污水有效排放起到一定作用。

1 有機(jī)污水處理面臨的問題

1.1 污水中含有成分較為復(fù)雜

社會的快速發(fā)展導(dǎo)致化學(xué)物品成分越來越復(fù)雜，工業(yè)產(chǎn)品成分也更為復(fù)雜，隨之導(dǎo)致的企業(yè)、工業(yè)、生活污水水質(zhì)成分更加復(fù)雜，有機(jī)污水處理的難度大大增加，其次，多次循環(huán)利用也在一定程度增加了水質(zhì)的復(fù)雜程度。再者，劣質(zhì)原油等化石燃料產(chǎn)品的生產(chǎn)利用之后的污水處理更加困難，有機(jī)物的再利用過程中會產(chǎn)生多種化合物，這些有機(jī)物成分復(fù)雜多樣，其中的反應(yīng)還會有我們已知的副產(chǎn)物，甚至有可能生成或者分解為人類還未探知到的有機(jī)物，這些反應(yīng)會加劇污水的成分復(fù)雜程度。另一方面，生活污水主要是城市中使用的各種洗滌劑和污水、垃圾以及生活糞便等等，其中含有的無機(jī)有機(jī)鹽類大多無毒，其中生活污水中含氮、磷、硫等無機(jī)元素，這些都是可致病細(xì)菌，這些物質(zhì)成分含量太多還會引起水生態(tài)系統(tǒng)的富營養(yǎng)化，而化學(xué)污染物又會通過正常情況下限定植物的無極營養(yǎng)物質(zhì)的增加以及通過分解者的有機(jī)物的增加發(fā)生富營養(yǎng)化，這就會造成一個惡性循環(huán)。再者，還有一方面，有機(jī)污水中生物的生存環(huán)境各樣，會造成物質(zhì)的大量變化以及產(chǎn)生分解，在酸性、堿性、中性條件下有機(jī)污水中的變化完全不同，而且微生物的變化周期十分短暫，導(dǎo)致水體污染原因變得復(fù)雜。污水中成分復(fù)雜使得污水處理面臨更大難度。

1.2 污水中含硫較多

污水中硫的比率在增加，近年來石化企業(yè)進(jìn)口高硫原油的比例增多，污水中流的比例在增多。在有機(jī)污水成分較為復(fù)雜中提到成分中含硫，在此重點(diǎn)介紹硫的產(chǎn)生以及危害，在高級氧化方法處理有機(jī)污水中，含硫污水的處理又是一大難點(diǎn)與重點(diǎn)。生活污水以及工業(yè)污水含硫量都比較高，化學(xué)物品的廢棄以及原油的廢棄排放都會含有硫元素，水中的硫化物就包括溶解性的硫化氫，硫酸氫根、亞硫酸氫根、硫酸根以及硫離子，再起懸浮物中還會有可溶性硫化物、酸可溶性金屬硫化物以及未電解的有機(jī)、無機(jī)類硫化物。硫化氫還很容易從水中飄散到空氣當(dāng)中，從而產(chǎn)生臭味，產(chǎn)生很大的毒性，甚至?xí)：θ祟惤】怠Ｒ驗樗梢耘c人體內(nèi)細(xì)胞色素、氧化酶及該類物質(zhì)中的二硫鍵（-S-S-）發(fā)生作用，然后影響細(xì)胞氧化過程，造成細(xì)胞組織缺氧，從而危及人的生命。硫化氫除自身能腐蝕金屬外，還可以被污水中的微生物氧化成硫酸，進(jìn)而腐蝕下水管道等。現(xiàn)如今，我國的制藥、化工等行業(yè)每年都要排放大量含硫的有機(jī)廢水，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計，每年排放的含硫污水達(dá)到60億噸。所以在我國我們還是主要采取處理再利用的方式.。現(xiàn)如今，高級氧化技術(shù)在處理含硫污水問題上已經(jīng)取得較為成熟和滿意的結(jié)果。

1.3 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)提高

我國正在建設(shè)環(huán)境友好型社會，對工業(yè)企業(yè)以及公民提出更高要求。污水排放標(biāo)準(zhǔn)提高對工藝技術(shù)也提出更高要求。傳統(tǒng)的污水處理方法已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)如今社會環(huán)境表標(biāo)準(zhǔn)的要求，石化企業(yè)對污水必須進(jìn)行更加深度的處理才能滿足國家的排污標(biāo)準(zhǔn)。這就要求人們尋求一個更高技術(shù)以及更有效的途徑來解決有機(jī)污水問題。因為在中國發(fā)展過程中，不僅是工業(yè)企業(yè)還是城鎮(zhèn)的污水處理廠所排放的污水排放標(biāo)準(zhǔn)都低于地表標(biāo)準(zhǔn)。例如說現(xiàn)行污水處理廠一級A標(biāo)準(zhǔn)中，COD允許排放濃度最高為50毫克/升，而《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中，IV類水COD標(biāo)準(zhǔn)限值為30毫克/升，這之間存在著20毫克的差距，即使達(dá)到了地方的要求，還是達(dá)不到地表標(biāo)準(zhǔn)的要求。而且在不同行中，排放標(biāo)準(zhǔn)都不同，就會導(dǎo)致很多排污單位都能夠達(dá)標(biāo)，但是與地表的標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)。所以在近年來，標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，尤其在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，對水污染物的排放和水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提出更高要求，逐步實施更接近環(huán)境需求的排污標(biāo)準(zhǔn)。這樣逐漸提高的標(biāo)準(zhǔn)對處理有機(jī)污水的企業(yè)與工廠來說讓他們對廢水的再利用提高了難度。

2 高級氧化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 各種氧化方法齊用

我國的高級氧化技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，在很多地區(qū)已經(jīng)成熟運(yùn)用，要更有效的處理有機(jī)污水，我們必須尋求高級氧化技術(shù)這樣的方法，因為實踐證明，在多種的治理方法中，技術(shù)比較缺乏，而且工藝系統(tǒng)有較為復(fù)雜，運(yùn)行起來成本十分高，達(dá)標(biāo)排放也非常困難。例如對于復(fù)雜有機(jī)物污水的處理，其中污水含有的有機(jī)物成分不同，對環(huán)境的危害也不同，工業(yè)污水一般也都是濃度較高的有機(jī)污水，此時便不宜使用好氧工藝進(jìn)行處理，需要使用厭氧-好氧的混合工藝，這樣處理起來經(jīng)濟(jì)效益也較高。再舉例說一項技術(shù)工藝——碳氮硫污染物同步去除生物技術(shù)，就是通過組合工藝，優(yōu)化它的系統(tǒng)來實現(xiàn)高效的轉(zhuǎn)化以及處理回收的。研究表明，此項技術(shù)工藝的單質(zhì)生物轉(zhuǎn)化率能達(dá)到90%，這是已經(jīng)達(dá)到國內(nèi)外最好的生物脫硫水平。在處理時合理利用不同工藝的處理方法，不僅能聯(lián)合的進(jìn)行更好的應(yīng)用，還能節(jié)省成本，還能達(dá)到國家更高標(biāo)準(zhǔn)，這也就建議污水處理單位通過不同環(huán)境與情況將這些氧化技術(shù)聯(lián)合使用，能讓方法最優(yōu)化，效果最大化，成本最低化，在現(xiàn)在我國處理的有機(jī)污水的高級氧化技術(shù)中，其中臭氧氧化法、超聲氧化法、光化學(xué)氧化和催化、電化學(xué)氧化法這些方法都是工業(yè)上常見的方法，技巧性的各種氧化方法使用為有機(jī)污水的處理提供了很好的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.2 氧化和催化

不管是生活污水還是工藝污水，其中含流量都比較高，再加工過程中，含硫量也會較高，還會在加工過程產(chǎn)生新的含硫物質(zhì)，含硫污水的危害在此文已經(jīng)提過，那么在現(xiàn)如今中國最普遍適用的含硫有機(jī)污水處理包括空氣氧化法、堿吸收法、沉淀法、水蒸氣汽提法因等等方法。普遍使用的空氣氧化法和水蒸氣汽提法去硫率較高，有的都可達(dá)到90r/c以上。在這其中，氧化和催化成為最主要的工藝，因為氧化法較為經(jīng)濟(jì)，操作可行性高，較為簡單，雖然有些氧化方法不能除去污水中的氮和氰化物，但在使用這個方法時，可以視情況而定加入一些催化劑，利用這些催化劑與空氣或者化合物的反應(yīng)讓硫元素形成硫酸鹽、硫代硫酸鹽等更易出去的物質(zhì)。這些深度氧化技術(shù)是通過能產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的經(jīng)基自由基，在催化劑、省、光、輻射以及電等等反應(yīng)條件下，將有機(jī)物中難以降解的大分子降解為較為容易或者是無害危害較小的分子，從而進(jìn)一步達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。這些氧化工藝的難易程度可根據(jù)需求進(jìn)行選擇，較其他高級氧化技術(shù)而言，可運(yùn)用的范圍較廣，是很多城市以及工廠企業(yè)較為常用的技術(shù)工藝，且使用記錄也較悠久，我國在這項催化氧化技術(shù)的應(yīng)用上效果也較為顯著。

2.3 厭氧氨氧化

在我國，厭氧氨氧化這項工藝還不能推廣使用，就是它的即似乎暫時還不成熟，但近年來越來越多的研究人員對厭氧氨氧化工藝廢水處理進(jìn)行大量的研究，雖然此時這項技術(shù)的廣泛應(yīng)用仍然有較大難度以及一定的局限性，但是研究發(fā)現(xiàn)這項技術(shù)如果能推廣使用的話將進(jìn)一步推動有機(jī)污水處理的進(jìn)程，將會推進(jìn)處理有機(jī)污水的工程，因為他能實現(xiàn)最短途徑轉(zhuǎn)換，有著高效、低能和可持續(xù)等無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。這也就更鼓勵對這項技術(shù)工藝進(jìn)行更加深入的了解研究，研究人員已經(jīng)提出建議，目前我國已經(jīng)在厭氧氨氧化菌分離及菌種的培養(yǎng)和馴化紅探索厭氧氨氧化工藝的快速啟動方法x等項目上的探究取得了一定的結(jié)果，如今鼓勵相關(guān)研究人員繼續(xù)就這些方面對厭氧氨氧化技術(shù)工藝?yán)^續(xù)進(jìn)行研究，為日后在全國能廣泛使用提供基礎(chǔ)。例如之前有研究者對厭氧氨氧化工藝在低氨氮廢水中的應(yīng)用開展了大量研究，研究者就發(fā)現(xiàn)在氨氮含量極低的條件下厭氧氨氧化反應(yīng)也能順利進(jìn)行。在這項工藝技術(shù)中，還處于待人類發(fā)掘推廣的的位置，人們可以在已經(jīng)研究成功的基礎(chǔ)上深入探討，沿著已有的研究成就繼續(xù)努力改進(jìn)，而且已有研究指出，影響厭氧氨氧化的因子有：基質(zhì)濃度、溫度pH值、水力停留時間（HRT）、DO、光等等，如果能解決這些干擾因素，那么對于這項工藝而言，離它能推廣使用有近了一步，這也進(jìn)一步說明人們完全可以去尋求更加高效的方法，將這項技術(shù)工藝推廣，但這終究是一項非常繁瑣的研究，將是一項困難且漫長的工程。

結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)以及工業(yè)的快速發(fā)展，越來越多地區(qū)的淡水資源已經(jīng)短缺，而合理處理與利用有機(jī)污水逐漸成為棘手之事，但是生活的提升，給污水的處理造成了源頭上的壓力，很多傳統(tǒng)的處理工藝已經(jīng)不再使用，要求人們尋求更高的技術(shù)工藝來解決這個難題，在研究和運(yùn)用的道路上，人們發(fā)現(xiàn)了高級氧化技術(shù)能在有機(jī)污水處理中有較好的效果，所以在此文中簡單介紹高級氧化技術(shù)在有機(jī)物水中的應(yīng)用，此外，更好、更高效的技術(shù)工藝等待人們推廣使用，我們還有很大的提升空間，在處理好環(huán)境的同時更進(jìn)一步推進(jìn)社會發(fā)展，造福于人類。

參考文獻(xiàn)

[1]王欣.石油污水處理技術(shù)研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2015 （2）：84.

[2]廉雨.典型染料廢水電-Fenten處理技術(shù)及污染物降解機(jī)理研究[D].河北：河北工程大學(xué)，2012.